[发明专利]降低用于流体机械的外壳的热载荷

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体机械，该流体机械包括沿流动方向构造的并且可围绕旋转轴线旋转的转子、内壳以及外壳，其中，所述内壳围绕转子布置，其中，所述外壳围绕内壳布置，其中，所述转子具有中压推力补偿活塞，该中压推力补偿活塞包括围绕该中压推力补偿活塞布置的外侧面，其中前室构造在内壳和中压推力补偿活塞之间，其中，用于将蒸汽输入前室中的第一蒸汽管道构造在内壳中。

背景技术

作为流体机械的实施例的蒸汽涡轮机用高温和高压的新鲜蒸汽进行加载并且将新鲜蒸汽的热能转换为机械的旋转能。所述旋转能经由传递扭矩地布置在流体机械上的发电机转换成电能。流入蒸汽涡轮机的新鲜蒸汽通常具有比再从蒸汽涡轮机中出来的蒸汽更高的温度。蒸汽涡轮机基本上包括转子、内壳以及必要时的外壳。对所述部件的热载荷由于沿流动方向蒸汽温度的降低而不同。如此，例如在高压部分涡轮机中在流入区域内要求材料的耐高热的特性，其中沿流动方向看在高压部分涡轮机的后面的部分中要求材料更多的冷韧特性。

在单流式的蒸汽涡轮机中通常设置推力补偿活塞，该推力补偿活塞反向于通过压力差经由叶片组引起的推力产生反作用力，从而遵循轴向轴承的容量。为此，在推力补偿活塞和内壳之间构造前室，用蒸汽加载该前室，由此，力作用到推力补偿活塞上并且由此作用到整个转子上。位于该室中的蒸汽通常具有高温和高压。可旋转地构成的转子通过密封件相对于内壳密封。尽管密封良好，但是蒸汽的位于前室中的部分经由密封件泄漏到内壳和外壳之间的空间中。废汽通常处于内壳和外壳之间的空间中，废汽具有比新鲜蒸汽更低的温度和更低的压力。通过在推力补偿活塞和内壳之间流出的较热的蒸汽，在该部位上对外壳进行热加载。因此，作为外壳的材料选择高价值的材料。

然而，高价值的材料的选择会导致整个蒸汽涡轮机的昂贵的设计。值得期望的是将在外壳和内壳之间的空间中通过在推力补偿活塞和内壳之间流动的蒸汽产生的热载荷减小。

发明内容

在这方面设置本发明，本发明的任务是提供成本低廉的蒸汽涡轮机。

该任务通过一种流体机械得到解决，该流体机械包括沿流动方向构造的并且可围绕旋转轴线旋转的转子、内壳以及外壳，其中，所述内壳围绕转子布置，其中，所述外壳围绕内壳布置，其中，所述转子具有中压推力补偿活塞，所述中压推力补偿活塞包括围绕该中压推力补偿活塞布置的外侧面，其中，前室构造在内壳和中压推力补偿活塞之间，其中，用于将蒸汽输入前室中的第一蒸汽管道构造在内壳中，其中，在内壳中布置环形室，该环形室在流体技术上与废汽空间连接，其中，所述环形室相对于外侧面布置。

由此，用本发明提出将蒸汽输入中压推力补偿活塞的外侧面与内壳之间的缝隙中，该蒸汽具有比在前室中的蒸汽更低的温度。流入该缝隙的蒸汽一方面朝着外壳的方向流动并且另一方面朝着前室的方向流动。蒸汽的朝着前室的方向流动的部分反向于从前室流出的蒸汽流动。位于前室中的蒸汽用于将力作用到推力补偿活塞上。现在阻止所述较热的蒸汽朝着外壳的方向流入中压推力补偿活塞和内壳之间的缝隙中，因为经由环形室输入沿着反向的流动方向流动的蒸汽。所述较冷的蒸汽部分地朝着外壳的方向流动，并且相对于前室中的蒸汽对外壳的热载荷更小。由此，在这方面能够用适合于较低的温度的材料制造所述外壳。由此，在这方面取消了为外壳选择高价值的适合前室中的蒸汽温度的材料的要求。由此能够成本低廉地制造所述蒸汽涡轮机。

在从属权利要求中说明了有利的改进方案。在有利的改进方案中，在内壳和转子之间布置构造在流体机械中的内叶片组，其中沿流动方向看在涡轮机叶片组后面构造叶片组废汽空间，该叶片组废汽空间在流体技术上与废汽空间连接。

由此说明了比较简单的方案，提供了适合用于废汽空间的蒸汽。因此，流入中压推力补偿活塞和内壳之间的缝隙中的蒸汽不必通过外部的管道输入，而是可以由蒸汽涡轮机本身提供，方法是在通流新鲜蒸汽之后通过涡轮机叶片组将废汽的一部分导向废汽空间。废汽的绝大部分作为冷的中间过热蒸汽导向中间过热器并且加热到更高的温度。

在有利的改进方案中，所述内壳具有分离突起，该分离突起沿流动方向看布置在中压推力补偿活塞后面。

为了能够将力作用到中压推力补偿活塞上，要求蒸汽位于封闭的空间中，这里位于前室中。在该前室中形成的压力直接作用到中压推力补偿活塞上。按本发明建议借助于内壳上的分离突起构造所述前室。由此提供了将合适的压力作用到中压推力补偿活塞上的成本低廉的方案。